Hidrazin

A hidrazin a nitrogén és hidrogén N₂H₄ összegképletű vegyülete, szerkezete H₂N–NH₂. Említik még diamin néven is. A vízmentes hidrazin levegőn füstölgő, ammóniához hasonló, 70-80 ppm koncentrációnál már észlelhető szagú folyadék. Vízzel és alkoholokkal korlátlanul elegyedik.

Neve a görög hydór (ύδωρ = víz) és a francia azote (nitrogén) összetételéből származik.

Előfordulás

A természetben nem található.

Előállítása

A hidrazint először Theodor Curtius állította elő 1887-ben. Raschig 1907-ben bevezetett eljárása szerint ammónia lúgos nátrium-hipoklorit oldattal történő reakciójával állítják elő, zselatin vagy enyv (mint komplexképzők) jelenlétében:

$\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{\to }\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}$

$\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{\to }{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{N}\mathrm{-}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

A komplexképzők célja a nehézfémionok, például Cu^II eltávolítása, melyek katalizálnák a hidrazin és klóramin közötti mellékreakciót. Az oldatból a hidrazin-hidrát (H₂N–NH₂·H₂O) – egy olajszerű folyadék – ledesztillálható, szilárd nátrium-hidroxid (NaOH) hosszas hevítés hatására a hidrát vizét elvonja.

Fizikai és kémiai tulajdonságai

Cseppfolyós állapotban – a folyékony ammóniához hasonlóan – számos szervetlen sót jól old. Jó redukálószer, az ammóniás réz(II)-klorid oldatot elszínteleníti, nemesfémsókat fémmé redukál. Vizes oldatban az ammóniánál valamivel gyengébb bázis, savakkal egy és kétbázisú sókat képez.

A hidrazin bár pozitív képződéshőjű vegyület, szobahőmérsékleten tiszta állapotban vagy vizes oldatban stabil. Magasabb hőmérsékleten azonban könnyen – akár robbanásszerűen – bomlik:

$\mathrm{3}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}\mathrm{\to }\mathrm{4}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{3}\mathrm{7}\mathrm{k}\mathrm{J}$

Levegőn meggyújtva is jelentős hőfejlődés közben ég el:

${\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}\mathrm{(}\mathrm{l}\mathrm{)}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}\mathrm{g}\mathrm{)}\mathrm{\to }{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}\mathrm{g}\mathrm{)}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{(}\mathrm{l}\mathrm{)}$

Híg vizes oldatból történő meghatározása redukáló képességén alapul:

${\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{K}\mathrm{I}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\stackrel{H_{2}O/CC{l}_4}{\to }{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{I}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{K}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

A végpontot a jód színének a szerves fázisból való eltűnése jelzi.

Felhasználás

• Atomerőművi vízkezelő anyag (nyomott vizes reaktor típusnál)
• Rakéta-hajtóanyagként (UDMH:aszimmetrikus dimetil-hidrazin)
• Laboratóriumi vegyszerként (erős redukálószer)
• Nagynyomású kazánok vizének kezelésére (oxigénmentesítés)
• Biológiailag aktív anyagok, színezékek és más szerves vegyületek előállítására

Élettani hatások

• Rákkeltő
• Maró hatású
• Belélegezve égő érzés, köhögés, fejfájás, hányinger, légszomj, torokfájás, görcsök jelentkezhetnek
• Bőrön keresztül is felszívódhat, vörösséget, bőrégést okoz
• Szembe jutva súlyos, mély égést okoz
• Lenyelve hasi görcsök, zavartság, eszméletlenség, hányás, gyengeség jelentkezik

Források

N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Az elemek kémiája, Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 1999. Sablon:ISBN

Römpp vegyészeti lexikon F-K, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1982. Sablon:ISBN